纳米材料油性分散剂、制备方法及应用、纳米材料润滑油及制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种纳米材料油性分散剂及其制备方法和应用，以及由该纳米材料油性分散剂制备的纳米材料润滑油及制备方法，该纳米材料油性分散剂和由其制备得到的纳米材料润滑油中所含有的纳米材料长期保持稳定均匀状态、不会产生任何层析和失效现象，因此能广泛用于发动机、齿轮、轴承等机械设备的润滑、养护。
【专利说明】
纳米材料油性分散剂、制备方法及应用、纳米材料润滑油及制 备方法
技术领域
[0001] 本发明设及用于发动机、齿轮、轴承等机械设备起到润滑作用的一种纳米材料油 性分散剂及其制备方法和应用W及由该纳米材料油性分散剂制备的纳米材料润滑油及制 备方法。
【背景技术】
[0002] 随着纳米技术的升溫，近年来在润滑油中加入纳米材料的工作做了一些探索。例 如，加入纳米金属微粒(化、Fe、Ni、Co等）、纳米Si化、Tis (B化)2,纳米金刚石、纳米有机铜、纳 米有机钢等作为极压抗磨剂。纳米金刚石微粒的粒径小于IOnm,纳米材料的优异性能充分 体现。加入到润滑油中，从摩擦磨损的检测数据看，取得了较好的效果。但纳米粉体的稳定 悬浮问题没有得到很好的解决，运就妨碍了它的实际应用。
[0003] 为起抗摩减磨作用，亦可在润滑油中加入某些固体微粒。例如石墨、二硫化钢、特 氣龙等，它们的粒径都是微米级或亚微米级。由于它们在油中的状态不稳定，其析出物易造 成油路堵塞和加速油泥生成，目前已很少推荐使用。
[0004] 现市售的润滑油多在矿物油中加入各种添加剂，W改善基础油的理化性能。在高 溫和边界润滑条件下，极压抗磨剂是不可缺少的。现常用含有憐、硫和氯的极压抗磨剂，但 运会腐蚀机件且不利于环保。目前极压抗磨剂W憐系居多。过多的憐会导致汽车尾气催化 剂中毒，控制憐含量乃是机油发展的趋势之一。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的为是克服已有技术的不足，提供一种纳米材料油性分散剂、制备方 法及应用W及由此纳米材料油性分散剂制备的纳米材料润滑油及其制备方法。
[0006] 本发明一方面提供了一种纳米材料油性分散剂，所述纳米材料油性分散剂包括， 按所述纳米材料油性分散剂总重量计，包括:清净剂1-20%，分散剂1-20%，余量为分散介 质，所述清净剂是T-IOl低碱值石油横酸巧、T-104低碱值合成横酸巧、T-105中碱值合成横 酸巧、T-106高碱值合成横酸巧、T-106A超碱值合成横酸巧(TBMOO)、T-107超碱值合成横酸 儀、T-109烷基水杨酸巧、T-115B硫化烷基酪巧中的一种或几种的混合物，所述分散剂是T- 151单下二酷亚胺无灰分散剂、T-154双下二酷亚胺无灰分散剂、T-154A聚异下締下二酷亚 胺、T-155聚异下締多下二酷亚胺、T-161高分子量聚异下締多下二酷亚胺中的一种或几种 的混合物，所述分散介质是矿物油、控类合成油、加氨异构油中的一种或几种的混合物。
[0007] 优选地，在40 °C时，其运动粘度为2-1 SOOmm^s。
[000引本发明另一方面提供了一种纳米材料油性分散剂的制备方法，包括:按所述纳米 材料油性分散剂总重量计，将清净剂1-20%、分散剂1-20%和分散介质混合均匀，并加热至 75°C保溫1小时。
[0009]本发明又一方面提供了上述纳米材料油性分散剂在制备车用润滑油、工业润滑油 中的应用。
[0010] 本发明一方面提供了一种由上述纳米材料油性分散剂制备的纳米材料润滑油，按 纳米材料润滑油总重量计，包括纳米材料10-40%，纳米材料油性分散剂60-90%。
[0011] 本发明的另一方面提供了一种由上述纳米材料油性分散剂制备的纳米材料润滑 油，按纳米材料润滑油总重量计，包括纳米材料10-40%，清净剂1-20%，分散剂1-20%，和 分散介质40-70 %。
[001^ 优选地，所述纳米材料为纳米碳摩擦改进剂、纳米Si02或纳米Ti3(B03)2中的一种 或几种与十六烷基棚酸巧、纳米棚酸铜、纳米棚酸姉、纳米棚酸儀、纳米棚酸铜或纳米棚陶 瓷摩擦改进剂中的一种或几种的任意比例混合物。其中，所述纳米碳摩擦改进剂优选是纳 米金刚石摩擦改进剂。
[0013] 进一步，所述纳米材料的粒径为1-lOOnm。
[0014] 本发明另一方面提供了制备上述纳米材料润滑油的制备方法，包括:按所述纳米 材料润滑油总重量计，步骤1，将纳米材料10-40%，纳米材料油性分散剂60-90%，分散混合 均匀，混合得到纳米材料溶液;分散方法采用磁力揽拌、机械揽拌、超声分散中的一种或是 几种的配合;步骤2，对所得纳米材料溶液进行均匀化处理，得到所述纳米材料润滑油;处理 方法采用高速机械揽拌、超声震荡、高压喷射中的一种或几种的配合。
[0015] 本发明另一方面还提供了制备上述纳米材料润滑油的制备方法，包括:按所述纳 米材料润滑油总重量计，步骤1，将纳米材料10-40%，清净剂1-20%，分散剂1-20%，分散混 合均匀，混合得到纳米材料粉体溶液;分散方法采用磁力揽拌、机械揽拌、超声分散中的一 种或是几种的配合;步骤2,将所得纳米粉体材料溶液与40-70%的分散介质混合并均匀化 处理，得到所述纳米材料润滑油;处理方法采用高速机械揽拌、超声震荡、高压喷射中的一 种或几种的配合。
【具体实施方式】
[0016] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】，对本 发明进一步详细说明。应该理解，运些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此 夕h在W下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，W避免不必要地混淆本发明的概念。
[0017] 本发明的悬浮稳定性，参照ASTM D1309W及涂料沉降值的测定方法，按照如下方 法测定:取100mL量筒用纯化水洗净、烘干。在烘干的量筒内加入100mL配好的一种油性超硬 粉体悬浮液。静置720小时后，读取量筒上部清液的毫升数，即为沉降值。该值越大，说明悬 浮性越差，该值越小，说明悬浮性越好。
[0018] -种纳米材料油性分散剂，按所述纳米材料油性分散剂总重量计，包括:清净剂1- 20%，分散剂1-20%，余量为分散介质，所述清净剂是T-IOl低碱值石油横酸巧、T-104低碱 值合成横酸巧、T-105中碱值合成横酸巧、T-106高碱值合成横酸巧、T-106A超碱值合成横酸 巧(TBM00)、T-107超碱值合成横酸儀、T-109烷基水杨酸巧、T-115B硫化烷基酪巧中的一种 或几种的混合物，所述分散剂是T-151单下二酷亚胺无灰分散剂、T-154双下二酷亚胺无灰 分散剂、T-154A聚异下締下二酷亚胺、T-155聚异下締多下二酷亚胺、T-161高分子量聚异下 締多下二酷亚胺中的一种或几种的混合物，所述分散介质是矿物油、控类合成油、加氨异构 油中的一种或几种的混合物。其中，在40°C时，其运动粘度为2-1 SOOmm^s。
[0019] 其中，所述清净剂优选为5-19%，更优选为10-18% ;所述分散剂优选为5-18%，更 优选为10-15 %。
[0020] -种纳米材料油性分散剂的制备方法，包括:将清净剂1-20 %、分散剂1-20%和分 散介质混合均匀，并加热至75oC保溫1小时。
[0021] 上述的纳米材料油性分散剂在制备车用润滑油、工业润滑油中的应用。
[0022] -种由上述纳米材料油性分散剂制备的纳米材料润滑油，按纳米材料润滑油总重 量计，包括纳米材料10-40 %，纳米材料油性分散剂60-90 %。其中，所述纳米材料优选为lo? ss%， 更优选为 20-33 % ; 所述纳米材料油性分散剂优选为 62-85 % ， 更优选为 67-80 % 。
[0023] 另一方面，一种由上述纳米材料油性分散剂制备的纳米材料润滑油，按纳米材料 润滑油总重量计，包括纳米材料10-40%，清净剂1-20%，分散剂1-20%，和分散介质40- 70%。其中，所述纳米材料优选为10-38%，更优选为20-33%。其中，所述清净剂优选为5- 15%，更优选为8-12 % ;所述分散剂优选为5-15 %，更优选为8-12 %。
[0024] 其中，所述纳米材料为纳米碳摩擦改进剂、纳米Si化或纳米Ti3(B〇3)2中的一种或 几种与十六烷基棚酸巧、纳米棚酸铜、纳米棚酸姉、纳米棚酸儀、纳米棚酸铜或纳米棚陶瓷 摩擦改进剂中的一种或几种的任意比例混合物。其中，所述纳米碳摩擦改进剂优选是纳米 金刚石摩擦改进剂。
[002引其中，在所述混合物中，所述纳米碳摩擦改进剂、纳米Si化或纳米Ti3(B03)2中的一 种或几种的总重量与所述十六烷基棚酸巧、纳米棚酸铜、纳米棚酸姉、纳米棚酸儀、纳米棚 酸铜或纳米棚陶瓷摩擦改进剂中的一种或几种的总重量的比例优选为10-1:1，更优选为5- 1:1。
[0026] 其中，所述纳米材料的粒径为1-lOOnm。一种纳米材料润滑油的制备方法，所述方 法包括:按纳米材料润滑油总重量计，
[0027] 步骤1，将纳米材料10-40%，纳米材料油性分散剂60-90%，分散混合均匀，混合得 到纳米材料溶液，其中分散方法采用磁力揽拌、机械揽拌、超声分散中的一种或几种的配 厶 1=1 O
[0028] 步骤2，对所得纳米材料溶液进行均匀化处理，得到所述纳米材料润滑油，其中，均 匀化处理方法采用高速机械揽拌、超声震荡、高压喷射中的一种或几种的配合。
[0029] 本发明另一方面还提供了一种纳米材料润滑油的制备方法，包括:所述纳米材料 润滑油总重量计，
[0030] 步骤1，将纳米材料10-40 %，清净剂1-20 %，分散剂1-20 %，分散混合均匀，混合得 到纳米材料粉体溶液;分散方法采用磁力揽拌、机械揽拌、超声分散中的一种或是几种的配 合；
[0031] 步骤2,将所得纳米粉体材料溶液与40-70%的分散介质混合并均匀化处理，得到 所述纳米材料润滑油;处理方法采用高速机械揽拌、超声震荡、高压喷射中的一种或几种的 配合。
[0032] 本发明的技术性能如下：
[0033] 本发明的一种纳米润滑剂及其制备方法从制备、储存到运输都可W在室溫下进 行、没有=废产生，可W保质36个月W上;纳米粉体粉必需完全分散开，沉降值小于3。
[0034] 实施例
[0035] -种纳米润滑剂及其制备方法的组分与质量百分比如下：
[0036]
[0037] 实施例1:取粒度分布在2-8nm纳米金刚石摩擦改进剂18克，纳米棚陶瓷摩擦改进 剂4克，T-104低碱值合成横酸巧8克，T-154双下二酷亚胺无灰分散剂10克，用磁力揽拌器揽 拌60分钟、超声波超声分散30分钟，混合成纳米材料粉体溶液。将纳米材料溶液和60克40°C 运动粘度为SO-IOOmmVs矿物油用磁力揽拌器揽拌30分钟混合均匀后，用超声波超声分散 30分钟。使用高压均质机循环处理1小时即可得到一种纳米润滑剂。
[0038] 实施例2:取粒度分布在2-8nm纳米金刚石摩擦改进剂15克，粒度分布在20-50nm纳 米Si化粉末1克，十六烷基棚酸巧15克，T-106高碱值合成横酸巧12克，T-154双下二酷亚胺 无灰分散剂10克，用磁力揽拌器揽拌60分钟、超声波超声分散30分钟，混合成纳米材料溶 液。将纳米材料混合溶液和47克40°C运动粘度为SO-IOOmmVs矿物油分散混合均匀，用磁力 揽拌器揽拌30分钟、超声波超声分散30分钟混合均匀后，用超声波超声分散30分钟。使用高 压均质机循环处理1小时即可得到一种纳米润滑剂。
[0039] 应当理解的是，本发明的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本发明的 原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何 修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨 在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者运种范围和边界的等同形式内的全部变化和修 改例。
【主权项】
1. 一种纳米材料油性分散剂，其特征在于，按所述纳米材料油性分散剂总重量计，包 括:清净剂1-20%，分散剂1-20%，余量为分散介质，所述清净剂是T-IOl低碱值石油磺酸 钙、T-104低碱值合成磺酸钙、T-105中碱值合成磺酸钙、T-106高碱值合成磺酸钙、T-106A超 碱值合成磺酸钙(TBN400)、T-107超碱值合成磺酸镁、T-109烷基水杨酸钙、T-115B硫化烷基 酚钙中的一种或几种的混合物，所述分散剂是T-151单丁二酰亚胺无灰分散剂、T-154双丁 二酰亚胺无灰分散剂、T-154A聚异丁烯丁二酰亚胺、T-155聚异丁烯多丁二酰亚胺、T-161高 分子量聚异丁烯多丁二酰亚胺中的一种或几种的混合物，所述分散介质是矿物油、烃类合 成油、加氢异构油中的一种或几种的混合物。2. 根据权利要求1所述的一种纳米材料油性分散剂，其特征在于:在40 °C时，其运动粘 度为 2-1500mm2/s。3. -种纳米材料油性分散剂的制备方法，其特征在于，包括:按所述纳米材料油性分散 剂总重量计，将清净剂1-20 %、分散剂1-20%和余量的分散介质混合均匀，并加热至75°C保 温1小时。4. 根据权利要求1或2所述的纳米材料油性分散剂在制备车用润滑油、工业润滑油中的 应用。5. -种由权利要求1-2所述的纳米材料油性分散剂制备的纳米材料润滑油，其特征在 于，按所述纳米材料润滑油总重量计，包括纳米材料10-40 %，纳米材料油性分散剂60-90% 〇6. 根据权利要求5所述的纳米材料润滑油，其特征在于，所述纳米材料为纳米碳摩擦改 进剂、纳米SiO2或纳米Ti 3(BO3)2中的一种或几种与十六烷基硼酸钙、纳米硼酸镧、纳米硼酸 铈、纳米硼酸镍、纳米硼酸铜或纳米硼陶瓷摩擦改进剂中的一种或几种的任意比例混合物。7. 根据权利要求5或6所述的纳米材料润滑油，其特征在于:所述纳米材料的粒径为1-100nm〇8. -种纳米材料润滑油的制备方法，其特征在于，包括:按所述纳米材料润滑油总重量 计， 步骤1，将纳米材料10-40%，纳米材料油性分散剂60-90%，分散混合均匀，混合得到纳 米材料溶液； 分散方法采用磁力搅拌、机械搅拌、超声分散中的一种或几种的配合； 步骤2，对所得纳米材料溶液进行均匀化处理，得到所述纳米材料润滑油； 均匀化处理方法采用高速机械搅拌、超声震荡、高压喷射中的一种或几种的配合。9. 一种纳米材料润滑油的制备方法，其特征在于，包括:所述纳米材料润滑油总重量 计， 步骤1，将纳米材料10-40%，清净剂1-20%，分散剂1-20%，分散混合均匀，混合得到纳 米材料粉体溶液;分散方法采用磁力搅拌、机械搅拌、超声分散中的一种或是几种的配合； 步骤2,将所得纳米粉体材料溶液与40-70%的分散介质混合并均匀化处理，得到所述 纳米材料润滑油；处理方法采用高速机械搅拌、超声震荡、高压喷射中的一种或几种的配 合。
【文档编号】C10N30/04GK105925351SQ201610274505
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】蒋健
【申请人】浙江康力博能源科技有限公司